特許 7345520 給電システム、給電装置及び給電方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-07

(45)【発行日】2023-09-15

(54)【発明の名称】給電システム、給電装置及び給電方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/30 20160101AFI20230908BHJP

   H02J 50/90 20160101ALI20230908BHJP

   H02J 50/80 20160101ALI20230908BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20230908BHJP

   H02J 50/40 20160101ALI20230908BHJP

【ＦＩ】

H02J50/30

H02J50/90

H02J50/80

H02J7/00 301A

H02J50/40

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2021072525

(22)【出願日】2021-04-22

(65)【公開番号】P2022167032

(43)【公開日】2022-11-04

【審査請求日】2022-02-16

(73)【特許権者】

【識別番号】501440684

【氏名又は名称】ソフトバンク株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100180806

【弁理士】

【氏名又は名称】三浦 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100151459

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 健一

(72)【発明者】

【氏名】今井 弘道

(72)【発明者】

【氏名】林 英誉

【審査官】赤穂 嘉紀

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／０２６４１２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－０１６１７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１８８９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１１１１８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００－７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４－７／３６

Ｈ０２Ｊ ５０／００－５０／９０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の機器と、該複数の機器に対して無線給電を行う給電装置と、を含む給電システムであって、
前記複数の機器は、それぞれ、
前記給電装置から電力を受電する受電部と、
受電した電力を蓄える蓄電部と、
前記給電装置からの要求に応じて、識別情報を含む属性情報を送信する通信部と、を有し、
前記給電装置は、
前記複数の機器に対して無線給電を行う給電部と、
撮像範囲が異なる複数の画像を撮像する撮像部と、
前記複数の機器のうち、前記画像に含まれる機器を給電対象として画像認識により検出する検出部と、
前記複数の機器の位置情報を取得する位置検知部と、
前記複数の機器から前記属性情報を受信する通信部と、
受信した前記属性情報を前記位置情報と関連付けて登録する登録部と、
複数の給電対象を検索するために移動する経路を設定する経路設定部と、
前記経路に従って移動する可動部と、
を有し、
前記給電部は、登録済みの前記属性情報及び位置情報に基づいて給電を実行する、
ことを特徴とする給電システム。

【請求項2】

前記登録部は、新たに検出した機器の識別情報が、登録済みの識別情報のうちの１つと同一である場合は、登録済みの属性情報を新たに検出した機器の属性情報によって更新する、請求項１に記載の給電システム。

【請求項3】

前記登録部は、新たに検出した機器の識別情報が、登録済みの前記識別情報のいずれとも異なっている場合は、前記新たに検出した機器の属性情報を新規に登録する、請求項１又は２に記載の給電システム。

【請求項4】

新たに検出した機器の位置情報を、過去に検出した機器の登録済みの位置情報と比較する位置比較部をさらに有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の給電システム。

【請求項5】

前記属性情報は、受電レベル及び充電残量の少なくとも一方に関する情報をさらに含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の給電システム。

【請求項6】

前記撮像部は、撮像範囲を変更しながら前記画像を撮像する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の給電システム。

【請求項7】

前記撮像部は、前記給電装置に固定され、前記給電装置の周囲を撮像する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の給電システム。

【請求項8】

前記経路設定部は、前記給電装置が前記撮像範囲の外周を移動するように前記経路を設定する、請求項１に記載の給電システム。

【請求項9】

前記経路設定部は、前記給電装置が前記撮像範囲内において網羅的に移動するように前記経路を設定する、請求項１に記載の給電システム。

【請求項10】

前記経路設定部は、過去に検出した前記複数の給電対象の位置情報に基づいて、他の給電対象を検出するための経路を最適化する、請求項１に記載の給電システム。

【請求項11】

前記経路設定部は、前記複数の機器の位置情報から得られる機器の分布に基づいて、他の機器の存在確率が高い領域に移動するように経路を設定する、請求項１に記載の給電システム。

【請求項12】

前記経路設定部は、前記給電装置が移動する経路を予め設定する、請求項１に記載の給電システム。

【請求項13】

複数の機器に対して無線給電を行う給電部と、
撮像範囲が異なる複数の画像を撮像する撮像部と、
前記複数の機器のうち、前記画像に含まれる機器を給電対象として画像認識により検出する検出部と、
前記複数の機器の位置情報を取得する位置検知部と、
前記複数の機器に対して識別情報を含む属性情報を要求する信号を送信し、前記複数の機器から前記属性情報を受信する通信部と、
受信した前記属性情報を前記位置情報と関連付けて登録する登録部と、
複数の給電対象を検索するために移動する経路を設定する経路設定部と、
前記経路に従って移動する可動部と、
を有し、
前記給電部は、登録済みの前記属性情報及び位置情報に基づいて給電を実行する、
ことを特徴とする給電装置。

【請求項14】

前記登録部は、新たに検出した機器の識別情報が、登録済みの識別情報のうちの１つと同一である場合は、登録済みの属性情報を新たに検出した機器の属性情報によって更新する、請求項１３に記載の給電装置。

【請求項15】

前記登録部は、新たに検出した機器の識別情報が、登録済みの前記識別情報のいずれとも異なっている場合は、前記新たに検出した機器の属性情報を新規に登録する、請求項１３又は１４に記載の給電装置。

【請求項16】

撮像範囲が異なる複数の画像を撮像し、
複数の機器のうち、前記画像に含まれる機器を給電対象として画像認識により検出し、
前記複数の機器の位置情報を取得し、
前記複数の機器に対して識別情報を含む属性情報を要求する信号を送信し、前記複数の機器から前記属性情報を受信し、
受信した前記属性情報を前記位置情報と関連付けて登録し、
複数の給電対象を検索するために移動する経路を設定し、
前記経路に従って移動し、
指向性を有する光または電磁波を用いて登録済みの前記属性情報及び位置情報に基づいて前記複数の機器に対して無線給電を実行する、
ことを特徴とする給電方法。

【請求項17】

新たに検出した機器の識別情報が、登録済みの識別情報のうちの１つと同一である場合は、登録済みの属性情報を新たに検出した機器の属性情報によって更新する、請求項１６に記載の給電方法。

【請求項18】

前記新たに検出した機器の識別情報が、登録済みの前記識別情報のいずれとも異なっている場合は、前記新たに検出した機器の属性情報を新規に登録する、請求項１７に記載の給電方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、給電システム、給電装置及び給電方法に関する。

【背景技術】

【0002】

これまでに、無線波により電力を供給するコードレス電力搬送システムが提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１には、電力搬送端末が回折性の良い無線波により電化機器にデフォルト電力を送信し、電化機器は自身の固有データと要求する電力強度データを回折性の良い無線波で電力搬送端末に応答する点が開示されている。特許文献１に記載のネットワークホストは、電化機器にＩＤを割り当て、電力搬送端末が電化機器に割り当てたＩＤデータと要求された電力強度の電力を直進性の良い無線波で送信する点を特徴としている。

【0003】

しかしながら、従来のコードレス電力搬送システムにおいては、給電装置が固定されていることを想定しており、デフォルト電源（電波）が届く範囲内の給電対象しか管理できないという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００２－０１７０５８号公報

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一実施形態に係る給電システムは、複数の機器と、該複数の機器に対して無線給電を行う給電装置と、を含む給電システムであって、複数の機器は、それぞれ、給電装置から電力を受電する受電部と、受電した電力を蓄える蓄電部と、給電装置からの要求に応じて、識別情報を含む属性情報を送信する通信部と、を有し、給電装置は、複数の機器に対して無線給電を行う給電部と、撮像範囲が異なる複数の画像を撮像する撮像部と、複数の機器のうち、画像に含まれる機器を給電対象として画像認識により検出する検出部と、複数の機器の位置情報を取得する位置検知部と、複数の機器から属性情報を受信する通信部と、受信した属性情報を位置情報と関連付けて登録する登録部と、を有し、給電部は、登録済みの属性情報及び位置情報に基づいて給電を実行する、ことを特徴とする。

【0006】

本開示の一実施形態に係る給電システムにおいて、登録部は、新たに検出した機器の識別情報が、登録済みの識別情報のうちの１つと同一である場合は、登録済みの属性情報を新たに検出した機器の属性情報によって更新してよい。

【0007】

本開示の一実施形態に係る給電システムにおいて、登録部は、新たに検出した機器の識別情報が、登録済みの識別情報のいずれとも異なっている場合は、新たに検出した機器の属性情報を新規に登録してよい。

【0008】

本開示の一実施形態に係る給電システムにおいて、新たに検出した機器の位置情報を、過去に検出した機器の登録済みの位置情報と比較する位置比較部をさらに有してよい。

【0009】

本開示の一実施形態に係る給電システムにおいて、属性情報は、受電レベル及び充電残量の少なくとも一方に関する情報をさらに含んでよい。

【0010】

本開示の一実施形態に係る給電システムにおいて、撮像部は、撮像範囲を変更しながら画像を撮像してよい。

【0011】

本開示の一実施形態に係る給電システムにおいて、撮像部は、給電装置に固定され、給電装置の周囲を撮像してよい。

【0012】

本開示の一実施形態に係る給電システムにおいて、給電装置は、複数の給電対象を検索するために移動する経路を設定する経路設定部と、経路に従って移動する可動部と、をさらに有してよい。

【0013】

本開示の一実施形態に係る給電システムにおいて、経路設定部は、給電装置が撮像範囲の外周を移動するように経路を設定してよい。

【0014】

本開示の一実施形態に係る給電システムにおいて、経路設定部は、給電装置が撮像範囲内において網羅的に移動するように経路を設定してよい。

【0015】

本開示の一実施形態に係る給電システムにおいて、経路設定部は、過去に検出した複数の給電対象の位置情報に基づいて、他の給電対象を検出するための経路を最適化してよい。

【0016】

本開示の一実施形態に係る給電システムにおいて、経路設定部は、複数の機器の位置情報から得られる機器の分布に基づいて、他の機器の存在確率が高い領域に移動するように経路を設定してよい。

【0017】

本開示の一実施形態に係る給電システムにおいて、経路設定部は、給電装置が移動する経路を予め設定してよい。

【0018】

本開示の一実施形態に係る給電装置は、複数の機器に対して無線給電を行う給電部と、撮像範囲が異なる複数の画像を撮像する撮像部と、複数の機器のうち、画像に含まれる機器を給電対象として画像認識により検出する検出部と、複数の機器の位置情報を取得する位置検知部と、複数の機器に対して識別情報を含む属性情報を要求する信号を送信し、複数の機器から属性情報を受信する通信部と、受信した属性情報を位置情報と関連付けて登録する登録部と、を有し、給電部は、登録済みの属性情報及び位置情報に基づいて給電を実行する、ことを特徴とする。

【0019】

本開示の一実施形態に係る給電装置において、登録部は、新たに検出した機器の識別情報が、登録済みの識別情報のうちの１つと同一である場合は、登録済みの属性情報を新たに検出した機器の属性情報によって更新してよい。

【0020】

本開示の一実施形態に係る給電装置において、登録部は、新たに検出した機器の識別情報が、登録済みの識別情報のいずれとも異なっている場合は、新たに検出した機器の属性情報を新規に登録してよい。

【0021】

本開示の一実施形態に係る給電方法は、撮像範囲が異なる複数の画像を撮像し、複数の機器のうち、画像に含まれる機器を給電対象として画像認識により検出し、複数の機器の位置情報を取得し、複数の機器に対して識別情報を含む属性情報を要求する信号を送信し、複数の機器から属性情報を受信し、受信した属性情報を位置情報と関連付けて登録し、指向性を有する光または電磁波を用いて登録済みの属性情報及び位置情報に基づいて複数の機器に対して無線給電を実行する、ことを特徴とする。

【0022】

本開示の一実施形態に係る給電方法において、新たに検出した機器の識別情報が、登録済みの識別情報のうちの１つと同一である場合は、登録済みの属性情報を新たに検出した機器の属性情報によって更新してよい。

【0023】

本開示の一実施形態に係る給電方法において、新たに検出した機器の識別情報が、登録済みの識別情報のいずれとも異なっている場合は、新たに検出した機器の属性情報を新規に登録してよい。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本開示の一実施形態に係る給電システムの概要を説明するための図であって、（ａ）は所定領域における給電装置と複数の機器の配置の例を示す平面図であり、（ｂ）は給電装置が検出した複数の機器の位置を２次元座標上にマッピングした例を示す図である。

【図2】本開示の一実施形態に係る給電システムを構成する給電装置及び機器のブロック図である。

【図3】本開示の一実施形態に係る給電システムのシーケンス図である。

【図4】本開示の一実施形態に係る給電装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。

【図5】本開示の一実施形態に係る給電システムにおいて、給電装置が１つ目の機器を検出する手順を説明するための図であって、（ａ）は所定領域における給電装置と複数の機器の配置の例を示す平面図であり、（ｂ）は給電装置が検出した１つ目の機器の位置を２次元座標上にマッピングした例を示す図である。

【図6】本開示の一実施形態に係る給電システムにおいて、給電装置が２つ目の機器を検出する手順を説明するための図であって、（ａ）は所定領域における給電装置と複数の機器の配置の例を示す平面図であり、（ｂ）は給電装置が検出した２つ目の機器の位置を２次元座標上にマッピングした例を示す図である。

【図7】本開示の一実施形態に係る給電システムにおいて、給電装置が３つ目の機器を検出する手順を説明するための図であって、（ａ）は所定領域における給電装置と複数の機器の配置の例を示す平面図であり、（ｂ）は給電装置が検出した３つ目の機器の位置を２次元座標上にマッピングした例を示す図である。

【図8】本開示の一実施形態に係る給電システムにおいて、給電装置が４つ目の機器を検出する手順を説明するための図であって、（ａ）は所定領域における給電装置と複数の機器の配置の例を示す平面図であり、（ｂ）は給電装置が検出した４つ目の機器の位置を２次元座標上にマッピングした例を示す図である。

【図9】本開示の一実施形態に係る給電システムにおいて、給電装置が検出した複数の機器の属性情報及び位置情報の例を示す表である。

【図10】本開示の一実施形態に係る給電システムにおいて、新たに検出した機器の位置座標及び識別情報が登録済みの位置座標及び識別情報と異なっている場合において、検出した機器の位置を２次元座標上にマッピングした例を示す図である。

【図11】本開示の一実施形態に係る給電システムにおいて、新たに検出した機器の位置座標が登録済みの位置座標と異なっており、識別情報が登録済みの識別情報のうちの１つと同一である場合において、検出した機器の位置を２次元座標上にマッピングした例を示す図である。

【図12】（ａ）～（ｄ）は、本開示の一実施形態に係る給電システムにおいて、給電装置が動的に移動しながら複数の機器を検出する場合の給電装置の移動経路の例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、図面を参照して、本発明に係る給電システム、給電装置及び給電方法について説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。

【0026】

まず、本開示の一実施形態に係る給電システムの概要について説明する。図１に本開示の一実施形態に係る給電システムの概要を説明するための図を示す。図１（ａ）は所定領域３００における給電装置１０と複数の機器（２０１～２０５）の配置の例を示す平面図であり、図１（ｂ）は給電装置１０が検出した複数の機器（２０１～２０５）の位置を２次元座標上にマッピングした例を示す。給電装置１０は、撮像部２であるカメラを備えている。撮像部２は、光または電磁波により受電可能な、複数の機器（２０１～２０５）を撮像する。給電装置１０は、撮像した画像に基づいて給電対象であると判定した機器（２０１～２０４）に対して無線で電力を供給する。無線給電の方式として、例えば、給電装置１０から出射した光を空間伝搬させ、機器（２０１～２０４）の受電部で光を電気エネルギーに変換することにより給電する。無線による給電は、給電装置１０が、複数の機器（２０１～２０４）のそれぞれに光や電波を送信することにより行われる。光や電波を用いた無線給電システムでは指向性が高く、光軸が合っているときに給電を行うことができる。そのため、給電装置１０と給電を行う機器（給電対象）は１対１に対応している必要がある。さらに、給電装置１０からの光または電磁波が届く範囲の機器に給電を行うことができる。

【0027】

ここで、図１（ａ）に示すように機器（２０１～２０５）が複数存在している場合には、給電装置１０は、それぞれの機器（２０１～２０５）が給電を実行すべき対象であるか否かを管理する必要がある。例えば、図１（ａ）において、給電装置１０のカメラ等の撮像部２の撮像範囲Ｒ１に機器２０１が含まれているため、機器２０１を検出し、給電対象であるか否かを管理することができる。しかしながら、他の機器（２０２、２０３、２０４）は、撮像範囲Ｒ１の範囲外であるため、撮像範囲Ｒ１の画像のみでは、給電装置１０は管理することができない。

【0028】

そこで、本開示の一実施形態に係る給電システム１００においては、給電装置１０が、撮像範囲が異なる複数の画像を撮像することにより、複数の機器（２０１～２０５）の情報を管理するようにしている。具体的には、給電装置１０の撮像部２が、撮像範囲を変えながら複数回に渡って、所定の領域３００に配置された複数の機器（２０１～２０５）を撮像する。撮像部２は、給電装置１０に固定され、給電装置１０の周囲を撮像してよい。なお、所定領域３００は、横軸方向の長さがＬｘ、縦軸方向の長さがＬｙの長方形である場合を例にとって説明するが、このような例には限定されない。

【0029】

さらに、給電装置１０は、センサ等の位置検知部４を備えており、図１（ｂ）に示すように、複数の機器（２０１～２０５）の位置をマッピングすることができる。例えば、機器２０１の位置Ｐ１を２次元座標上で（ｘ１，ｙ１）の位置にプロットすることができる。同様に、撮像範囲を変えて機器２０２の位置を位置検知部４が検出することにより、機器２０２の位置Ｐ２を２次元座標上で（ｘ２，ｙ２）の位置にプロットすることができる。他の機器２０３～２０５も同様にプロットすることができ、２次元座標上で複数の機器（２０１～２０５）の位置をマッピングすることができる。

【0030】

ここで、位置検知部４は、対象物の位置、対象物までの距離及び対象物に対する角度を検出するセンサを用いてよい。例えば、位置検知部４が検出した機器２０２までの距離をｄ、角度をθとし、位置検知部４の位置座標を（ｘ０，ｙ０）とすると、機器２０２の座標（ｘ２，ｙ２）は以下の式により算出することができる。
ｘ２＝ｘ０＋ｄ×ｃｏｓθ
ｙ２＝ｙ０＋ｄ×ｓｉｎθ

【0031】

また、給電装置１０は、複数の機器（２０１～２０５）のそれぞれから、識別情報を含む属性情報を取得することにより、新たに検出された機器が、過去に検出した機器とは異なる機器であるのか、あるいは、過去に検出した機器が移動したものであるのかを判定することができる。例えば、給電装置１０が複数の機器（２０１～２０４）を検出した後に、新たに別の機器２０５を検出したものとする。このとき、機器２０５の識別情報を取得し、検出済みの複数の機器（２０１～２０４）の識別情報のいずれとも異なっている場合は、機器２０５は新たに追加された機器であると判定することができる。一方、機器２０５の識別情報が検出済みの機器（２０１～２０４）の識別情報のうちの１つと同一である場合は、新たに機器が追加されたのではないと判定することができる。

【0032】

さらに、新たな機器２０５の識別情報が検出済みの機器の識別情報と同一の場合であって、新たな機器２０５の位置Ｐ５の座標（ｘ５，ｙ５）が、識別情報が同一である機器の座標と異なっている場合は、検出済みの機器が移動したものと判定することができ、座標が同一であれば移動していないものと判定することができる。

【0033】

このように、給電装置１０が動的に撮像しながら給電対象の機器を検出し、機器の情報を管理することにより、給電対象を正確に管理することができる。

【0034】

図２に本開示の一実施形態に係る給電システム１００を構成する給電装置１０及び機器２０のブロック図を示す。給電システム１００は、機器２０と、複数の機器２０に対して個別に電力を供給する給電装置１０と、を含む。なお、機器２０は、一実施形態に係る給電システム１００において複数含まれてよい。

【0035】

機器２０は、受電部２１と、蓄電部２２と、通信部２３と、を備える。機器２０は、さらに、制御部２４と、記憶部２５と、を備えてよい。また、これらの構成要素は、バス２６により接続されてよい。

【0036】

受電部２１は、給電装置１０から電力を受電する。受電部２１は、例えば、レーザビーム等の光線により電力を受電してよい。受電部２１は、レーザビーム等の光線を電力に変換するために光電変換素子を有してよい。

【0037】

蓄電部２２は、受電した電力を蓄えることができる。蓄電部２２は二次電池等の蓄電池であってよい。蓄電池として、例えば、リチウムイオン電池等を用いてよい。

【0038】

通信部２３は、給電装置１０と通信を行い、給電装置１０からの要求に応じて、識別情報を含む属性情報を送信する。制御部２４には、ＣＰＵ等のマイクロコンピュータ（マイコン）を用いてよい。記憶部２５は、機器２０に関する識別情報や、機器２０を制御するためのプログラムを格納してよい。

【0039】

給電装置１０は、給電部１と、撮像部２と、検出部３と、位置検知部４と、通信部５と、登録部６と、を有する。また、給電装置１０は、位置比較部７と、経路設定部８と、可動部９と、をさらに有してよい。検出部３、位置検知部４、位置比較部７、及び経路設定部８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどを含む給電装置１０内のコンピュータにより、ソフトウエア（プログラム）として実現される。また、これらの構成要素は、バス１１により接続されている。

【0040】

給電部１は、電磁波を用いて機器２０に無線給電を行う。例えば、給電部１は、指向性を有する電磁波を用いて機器２０に無線給電を行ってよい。具体的には、例えば、給電部１は、光を用いて機器２０に無線給電を行ってよい。すなわち、例えば、電磁波は、赤外線から紫外線までの光または電磁波を含んでよい。給電部１は、例えば、電気エネルギーを光に変換するデバイスであり、レーザビームを出力するレーザ光源等の光源により構成されてよい。例えば、給電部１は、レーザビーム等を機器２０の受電部２１である太陽電池等の光電変換素子に照射することによって、無線で電力を供給してよい。ただし、このような例には限られず、給電部１は、機器２０に対する給電が可能であれば他の電磁波やエネルギービームを用いて給電してよい。

【0041】

撮像部２は、撮像範囲が異なる複数の画像を撮像する。ここで、「撮像範囲が異なる」場合には、撮像位置が異なる場合と、画角が異なる場合の両方が含まれてよい。「撮像位置が異なる場合」には、所定の場所を撮像し、その後、撮像した所定の場所とは異なる他の場所を撮影する場合が含まれてよい。例えば、撮像部２が正面方向を撮像した後、右側方向、背面方向、左側方向を撮像することにより撮像部２の周囲の画像を撮像してよい。また、「画角が異なる場合」には、撮影する範囲が異なる場合、すなわち、ズームイン、あるいはズームアウトにより撮影する範囲を変更する場合が含まれてよい。例えば、ある特定の範囲についての詳細な画像を取得するためにズームインしてよく、より広い撮像範囲の画像を取得するためにズームアウトしてよい。また、撮像範囲は、撮像部２が撮像する機器２０の数、大きさ、形状、または機器２０までの相対的な距離に応じて任意に設定してよい。

【0042】

撮像部２は、撮像範囲を変えながら複数回に渡って、複数の機器２０の画像を撮像してよい。ここで、撮像部２が撮像範囲を変える方法として、撮像位置を変えながら複数回撮像してよく、画角を変えながら複数回撮像してよい。あるいは、撮像部２は、撮像位置を変えて撮像することと、画角を変えて撮像することとを任意に組み合わせて撮像してよい。撮像部２の具体的な撮像手順については後述する。撮像部２には、カメラを用いてよい。

【0043】

検出部３は、複数の機器２０のうち、画像に含まれる機器を給電対象として画像認識により検出する。画像認識を用いることにより、給電装置１０は給電対象の機器の位置を正確に把握することができる。例えば、機器同士が重なり合っている場合であってもそれぞれの機器の位置を正確に把握できる。そのため、光無線給電やマイクロ波給電のように、ピンポイントで機器に給電する場合であっても、正確に給電を行うことができる。また、検出部３は、機器が給電対象であるか否かを判断するための指標として、撮像した機器２０の画像を画像認識することによって得られるクラス確率を用いてよい。

【0044】

また、画像認識を行うことにより、撮像した画像に複数の機器の画像が含まれている場合であっても、それぞれの機器が給電対象の機器であるか否かを正確に把握することができる。

【0045】

さらに、画像認識により機器自体は信号を発信できない状態であっても機器の位置を正確に把握することができるため、スタンドアローンの状態にある機器に対しても給電を実行することができる。そのため、例えば、機器の蓄電池の充電残量がなくなった場合であっても機器に充電を行い、機器を再起動させることができる。

【0046】

位置検知部４は、複数の機器の位置情報を取得する。位置検知部４には、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）等のセンサを用いてよい。ＬｉＤＡＲを用いることにより、機器２０の位置、給電装置１０から機器２０までの距離及び給電装置１０に対する機器２０の角度を正確に検知することができる。

【0047】

通信部５は、複数の機器２０から識別情報を含む属性情報を受信する。属性情報は、受電レベル及び充電残量の少なくとも一方に関する情報を含んでよい。識別情報には、機器２０の登録番号やシリアル番号等を含んでよい。受電レベルに関する情報には、機器２０の受電部２１が給電装置１０から受電可能な電力の大きさを表す情報を含んでよい。充電残量に関する情報には、機器２０の蓄電部２２に蓄電されている電力の残量を表す情報を含んでよい。

【0048】

登録部６は、機器２０から受信した属性情報を位置情報と関連付けて登録する。登録部６は、例えば、半導体メモリ等の記憶装置であってよい。登録部６は、給電装置１０を動作させるためのプログラムを格納することができる。

【0049】

次に、本開示の一実施形態に係る給電システムについて、給電対象の特定から給電開始までの処理フローについて説明する。ここで、一実施形態において給電装置１０は、任意の手法により機器２０の認証を実行し、認証の結果に基づいて、給電対象とする機器２０を特定してよい。以下では、公開鍵暗号方式により機器２０の認証を実行する場合を例示するが、給電装置１０が給電対象とする機器２０を特定可能な手法であれば、認証方法は特に限定されない。一実施形態において、給電装置１０及び機器２０は、それぞれ固有の公開鍵及び秘密鍵を有してよい。図３に本開示の一実施形態に係る給電システムのシーケンス図を示す。

【0050】

まず、ステップＳ１０１において、給電装置１０が動的に機器を検出する。次に、ステップＳ１０２において、検出部３が、撮像した画像を用いて画像認識を行い、複数の機器２０を給電対象として特定する。

【0051】

次に、ステップＳ１０３において、通信部５は、機器２０に対してテスト照射を行う。給電装置１０は、機器２０に対してテスト照射により所定の情報の送信を要求してよい。すなわち、テスト照射とは、給電装置１０が機器２０に対して所定の情報の送信を要求することであってよい。通信部５は、テスト照射として、機器２０に対して光を照射してよい。テスト照射される光（テスト照射光ともいう）には、ハッシュ化された任意の文字列が情報として含まれてよい。すなわち、例えば、給電装置１０は、テスト照射により、機器２０への所定の情報の送信要求とともに、ハッシュ化した任意の文字列を送信してよい。なお、所定の情報とは、例えば、給電対象の機器２０の属性情報であってよい。また、テスト照射には、ミリ波等の電波が用いられてもよい。

【0052】

次に、ステップＳ１０４おいて、機器２０は、給電装置１０からの送信要求に基づいて、所定の情報を給電装置１０に電波で送信してよい。例えば、機器２０は、機器２０の属性情報を給電装置１０に送信してよい。機器２０は、給電装置１０から受信したハッシュ化された任意の文字列とともに、所定の情報を送信してよい。具体的には、例えば、機器２０は、給電装置１０からの送信要求に基づいて、ハッシュ化された任意の文字列及び機器２０の属性情報を給電装置１０に送信してよい。通信部５は、機器２０から送信された属性情報を含む電波を受信することができる。

【0053】

ステップＳ１０５において、通信部５は、機器２０の公開鍵で暗号化した任意の文字列を電波で機器２０に送信する。なお、給電装置１０及び機器２０は、予め相手の公開鍵を取得していてよい。給電装置１０及び機器２０が公開鍵を取得する方法として、インターネットや管理サーバ等を経由して相手の公開鍵を取得する方法や、ユーザが直接、給電装置１０または機器２０に相手の公開鍵を埋めこむ方法等がある。ただし、これらの例には限られず、給電装置１０及び機器２０は、相手の公開鍵を任意の方法により取得してよい。

【0054】

次に、ステップＳ１０６において、機器２０の通信部２３は、文字列を受信し、制御部２４が、受信した文字列を給電対象の機器２０の秘密鍵で復号化する。

【0055】

次に、ステップＳ１０７において、制御部２４が復号化した文字列を給電装置１０の公開鍵で暗号化し、通信部２３が暗号化した文字列を給電装置１０に送信する。

【0056】

次に、ステップＳ１０８において、給電装置１０の通信部５は暗号化された文字列を受信し、受信した文字列を復号化し、認証が完了する。すなわち、給電装置１０は、機器２０から受信した暗号化された文字列から復号化した文字列が、機器２０に対して送信した文字列と一致する場合に、認証を完了してよい。この場合、給電装置１０は、認証が完了した機器２０を給電対象として特定してよい。また、通信障害等により通信が途絶えること等により、認証が完了しなかった場合には、給電装置１０または機器２０は、相手側に対して文字列の再送信等の再送信処理を実行してよい。

【0057】

次に、ステップＳ１０９において、取得した機器の属性情報と過去に取得した属性情報とを照会する。属性情報には識別情報が含まれている。そのため、取得した機器の識別情報と、過去に取得した識別情報とを比較することにより、属性情報を取得した機器が、過去に検出された機器とは異なる新たに検出された機器であるのか、あるいは過去に検出された機器であるのかを判定することができる。

【0058】

次に、ステップＳ１１０において、登録部６は、取得した属性情報に含まれる識別情報が、既に登録済みの識別情報である場合は、属性情報及び位置情報を更新し、登録されていない識別情報であれば新規登録する。

【0059】

機器が複数存在する場合は、ステップＳ１０１からＳ１１０までの工程を機器の数だけ繰り返し実行する。

【0060】

以上のようにして、給電装置１０は機器２０を給電対象として管理することができ、給電対象として特定した機器に対して給電を実行することができる。なお、上記の説明では、給電装置１０と機器２０とが電波により種々の情報を送受信する場合を例に説明したが、これに限られず、例えば、光によって種々の情報を互いに送受信してもよい。

【0061】

次に、本開示の一実施形態に係る給電装置１０の動作手順について説明する。図４に本開示の一実施形態に係る給電装置の動作手順を説明するためのフローチャートを示す。

【0062】

まず、ステップＳ２０１において、撮像部２は、撮像範囲が異なる複数の画像を撮像する。例えば、撮像部２は、撮像範囲を変えながら複数回に渡って、複数の機器の画像を動的に撮像してよい。図５に本開示の一実施形態に係る給電システム１００において、給電装置１０が１つ目の機器２０１を検出する手順を説明するための図を示す。図５（ａ）は所定領域３００における給電装置１０と複数の機器（２０１～２０４）の配置の例を示す平面図であり、図５（ｂ）は給電装置１０が検出した１つ目の機器２０１の位置Ｐ１を２次元座標上にマッピングした例である。図５（ａ）に示すように、撮像部２は、１つ目の撮像範囲Ｒ１について撮像を行い、機器２０１を撮像する。

【0063】

次に、ステップＳ２０２において、検出部３が、撮像部２が撮像した画像に基づいて、画像認識により機器２０１を給電対象として検出する。

【0064】

次に、ステップＳ２０３において、位置検知部４が、機器２０１の位置情報を取得する。位置検知部４は、機器２０１までの距離及び角度から位置座標を算出してよい。例えば、機器２０１の位置Ｐ１の座標が（ｘ１，ｙ１）である場合は、図５（ｂ）のようにマッピングすることができる。

【0065】

上記のステップＳ２０１～２０３までの工程を２つ目の機器２０２に対して実行する。図６に本開示の一実施形態に係る給電システム１００において、給電装置１０が２つ目の機器２０２を検出する手順を説明するための図を示す。図６（ａ）は所定領域３００における給電装置１０と複数の機器（２０１～２０４）の配置の例を示す平面図であり、図６（ｂ）は給電装置１０が検出した２つ目の機器２０２の位置Ｐ２を２次元座標上にマッピングした例を示す図である。

【0066】

図６（ａ）に示すように、撮像部２は、２つ目の撮像範囲Ｒ２について撮像を行い、機器２０２を撮像する。

【0067】

次に、ステップＳ２０２において、検出部３が、撮像部２が撮像した画像に基づいて、画像認識により機器２０２を給電対象として検出する。

【0068】

次に、ステップＳ２０３において、位置検知部４が、機器２０２の位置情報を取得する。位置検知部４は、機器２０２までの距離及び角度から位置座標を算出してよい。例えば、機器２０２の位置Ｐ２の座標が（ｘ２，ｙ２）である場合は、図６（ｂ）のようにマッピングすることができる。

【0069】

上記のステップＳ２０１～２０３までの工程を機器２０３及び２０４に対して実行する。図７は本開示の一実施形態に係る給電システム１００において、給電装置１０が３つ目の機器２０３を検出する手順を説明するための図である。図７（ａ）は所定領域３００における給電装置１０と複数の機器（２０１～２０４）の配置の例を示す平面図であり、図７（ｂ）は給電装置１０が検出した３つ目の機器２０３の位置Ｐ３を２次元座標上にマッピングした例を示す図である。また、図８は本開示の一実施形態に係る給電システムにおいて、給電装置が４つ目の機器２０４を検出する手順を説明するための図である。図８（ａ）は所定領域３００における給電装置１０と複数の機器（２０１～２０４）の配置の例を示す平面図であり、図８（ｂ）は給電装置１０が検出した４つ目の機器２０４の位置Ｐ４を２次元座標上にマッピングした例を示す図である。

【0070】

このように、撮像部２が撮像範囲をＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４と変えながら、複数回に渡って複数の機器を撮像することによって、１回の撮像では全ての機器を撮像範囲に含めることができない場合であっても複数の機器を撮像することができる。

【0071】

次に、ステップＳ２０４において、通信部５が、複数の機器（２０１～２０４）に対して識別情報を含む属性情報を要求する信号を送信し、複数の機器（２０１～２０４）から属性情報を受信する。

【0072】

次に、ステップＳ２０５において、登録部６が、受信した属性情報を位置情報（（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）、（ｘ４，ｙ４））と関連付けて登録する。図９に本開示の一実施形態に係る給電システム１００において、給電装置１０が検出した複数の機器（２０１～２０４）の属性情報及び位置情報の例を示す。属性情報は、識別情報、受電レベル、及び充電残量に関する情報を含んでよい。例えば、機器２０１の識別情報が「Ｄ００１」、位置情報である位置座標が（ｘ１，ｙ１）、受電レベルが８０、充電残量が３０％である場合は、これらの情報を登録部６に登録する。以下、同様に他の機器（２０２～２０４）の識別情報、位置情報、受電レベル、及び充電残量に関する情報を登録部６に登録する。

【0073】

次に、ステップＳ２０６において、新たに検出した機器の識別情報は登録済みの識別情報と同一であるか否かを判断する。図１０に、本開示の一実施形態に係る給電システムにおいて、新たに検出した機器２０５の位置座標及び識別情報が登録済みの位置座標及び識別情報と異なっている場合において、検出した機器の位置Ｐ５の座標（ｘ５，ｙ５）を２次元座標上にマッピングした例を示す。また、図９に示すように、新たに検出した機器２０５の識別情報が「Ｄ００５」であったものとする。この場合、新たに検出した機器２０５の識別情報Ｄ００５は、登録済みの機器（２０１～２０４）の識別情報（Ｄ００１～Ｄ００４）のいずれとも異なっている。

【0074】

従って、この場合はステップＳ２０６において「Ｎｏ」と判断され、ステップＳ２０８において、新たに検出した機器２０５の属性情報を新規に登録する。

【0075】

一方、上記の例とは異なり、新たに検出した機器の属性情報が、過去に検出した登録済みの属性情報の内の１つと同一である場合について説明する。図１１に本開示の一実施形態に係る給電システムにおいて、新たに検出した機器の位置座標が登録済みの位置座標と異なっており、識別情報が登録済みの識別情報のうちの１つと同一である場合において、検出した機器の位置を２次元座標上にマッピングした例を示す。新たに検出した機器２０６の属性情報が図９に示すように「Ｄ００１」であった場合、機器２０６として検出された機器は、機器２０１と同一であることが判定される。この場合は、ステップＳ２０７において、登録済みの属性情報を新たに検出した機器の属性情報によって更新する。具体的には、登録済みの機器２０１に関する情報を新たに検出した機器２０６の情報に更新する。

【0076】

次に、ステップＳ２０９において、登録した複数の機器に対して無線給電を実行する。

【0077】

以上のようにして、本開示の一実施形態に係る給電システムによれば、新たに検出された機器が新たに追加された機器であるのか、あるいは、過去に検出された機器と同一の機器であるのかを判断することができ、複数の機器に対して正確に給電を実行することができる。

【0078】

なお、新たに検出した機器の位置情報を、過去に検出した機器の登録済みの位置情報と比較する位置比較部７をさらに有してもよい。例えば、位置比較部７により、図９に示すように新たな機器２０７が検出され、識別情報が「Ｄ００２」であり、位置情報が（ｘ２，ｙ２）である場合は、機器２０２が移動せずに元の位置で検出されたことが分かる。この場合は受電レベル及び充電残量が変化している可能性があるため、属性情報を更新することが好ましい。

【0079】

以上の説明においては、給電装置１０が移動せずに、撮像部２を３６０度回転させて複数の撮像範囲を撮像した例について説明したが、複数の機器を動的に撮像する方法はこのような例には限られない。給電装置１０は、複数の給電対象を検索するために移動する経路を設定する経路設定部８と、経路に従って移動する可動部９と、をさらに有してよい。図１２（ａ）～（ｄ）に、本開示の一実施形態に係る給電システムにおいて、給電装置が動的に移動しながら複数の機器を検出する場合の給電装置の移動経路の例を示す。

【0080】

例えば、図１２（ａ）に示すように、経路設定部８は、給電装置１０が所定の領域３００の外周を移動するように経路を設定してよい。給電装置１０は、まず、左上のコーナーＣ１から左下のコーナーＣ２に向かって矢印Ａ１のように移動しながら複数の機器（２０１～２０４）の撮像を開始する。その後、左下のコーナーＣ２から右下のコーナーＣ３に向かって矢印Ａ２のように移動しながら複数の機器（２０１～２０４）を撮像する。以下、同様に、矢印Ａ３、Ａ４のように、コーナーＣ４を回ってＣ１に戻るようにして、所定の領域３００の周囲を移動しながら撮像してよい。このような移動方法は、例えば、屋内で周辺に移動用レールの敷設が可能な場合に採用してよい。

【0081】

また、図１２（ｂ）に示すように、経路設定部８は、給電装置１０が撮像範囲内において網羅的に移動するように経路を設定してよい。例えば、左下のコーナーＣから撮像を開始し、矢印Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、・・・、Ｂ６のように所定の領域３００内においてジグザグに移動しながら複数の機器（２０１～２０４）を撮像してよい。このような移動方法は、例えば、装置の製造ラインのように、製造装置の間に通路が設けられており、通路を搬送車が移動するような場合に採用してよい。あるいは、複数の圃場を有する農場において、圃場と圃場の間の通路を給電装置１０が移動する場合の経路としてよい。

【0082】

また、経路設定部８は、過去に検出した複数の給電対象の位置情報に基づいて、他の給電対象を検出するための経路を最適化してよい。例えば、過去に機器の情報を取得して、機器の位置情報を登録している場合において、予め機器の位置を把握しているため、どのような経路で給電装置１０が移動すれば機器の情報を取得できるかを決定することができる。このように過去に取得した情報に基づいて、給電装置１０の経路を最適化してよい。

【0083】

また、図１２（ｃ）に示すように、経路Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３と移動して複数の機器（２０１～２０４）を検出した結果、これらの機器の位置情報から得られる機器の分布に基づいて、他の機器の存在確率が高い領域に移動するようにしてよい。このように移動する経路を最適化することにより、給電に要する時間を短縮することができる。

【0084】

また、図１２（ｄ）に示すように、予め給電装置１０の経路を設定しておき、その経路に従って給電装置１０が移動するようにしてよい。このようにすることで、給電装置１０は経路を算出する時間を削減することができ、給電時間を短縮することができる。

【0085】

以上説明したように、本開示の一実施形態に係る給電システムによれば、機器の属性情報を位置情報と関連付けて登録しているため、給電対象の機器が移動した場合であっても給電を実行することができる。例えば、大規模農場において管理用のＩｏＴデバイスを配置した場合において、畑の状態によっては給電対象のＩｏＴデバイスは日常的に移動させる場合がある。そのような場合であっても給電装置が給電対象の位置をマッピングしているため容易に給電を行うことができる。

【0086】

また、上記の説明においては、複数の給電対象に対して給電装置を１台設ける例について説明したが、このような例には限られず、給電装置を複数設けてもよい。さらに、複数の給電装置は、複数の給電対象の機器に関する属性情報及び位置情報を共有して、給電対象の機器を分担して給電を行うようにしてもよい。例えば、図１（ａ）に示した例では、給電装置１０が機器２０１及び２０２に対して給電を実行し、他の給電装置が機器２０３及び２０４に対して給電を実行するようにしてもよい。

【0087】

さらに、上記の実施形態の説明においては、給電対象の機器は基本的には静止している場合を例にとって説明したが、このような例には限られず、機器は常時移動していてもよい。例えば、機器にＩＭＵ（慣性計測装置、Inertial Measurement Unit）／ＧＮＳＳ（全球測位衛星システム、Global Navigation Satellite System）のような位置情報を把握するためのシステムを搭載して、上記の給電システムと連携させることによって、給電対象の機器が移動する場合であっても管理することができる。

【符号の説明】

【0088】

１ 給電部
２ 撮像部
３ 検出部
４ 位置検知部
５ 通信部
６ 登録部
７ 位置比較部
８ 経路設定部
９ 可動部
１０ 給電装置
１１ バス
２０ 機器
２１ 受電部
２２ 蓄電部
２３ 通信部
２４ 制御部
２５ 記憶部
２６ バス
１００ 給電システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】